Paritian

Física

Calculadora de Compresión y Expansión Adiabática (Gas Ideal)

Temperatura y presión finales y trabajo cuando un gas ideal se comprime o se expande tan deprisa que no entra ni sale calor, con el resultado isotérmico para comparar.

Resultados

Temperatura final 463,2 °C
Presión final 2545,2 kPa
Trabajo realizado sobre el gas (negativo cuando se expande) 3829,8 J
Presión si la temperatura se hubiera mantenido 1013,3 kPa
Cantidad de gas 0,4157 mol
Cómo varía
Temperatura finalVolumen tras el cambio 0,5 – 15,0. Temperatura final: 698,482 → -23,8895; Temperatura si el calor pudiera escapar (isotérmico): 20 → 20Temperatura finalTemperatura si el calor pudiera escapar (isotérmico)-20002004006008005,010,015,0Volumen tras el cambio (L)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

En un cambio adiabático no hay intercambio de calor, así que todo el trabajo va a la energía interna del gas o sale de ella: si se comprime se calienta, si se deja expandir se enfría. Comprimir el aire diez veces, de 10 L a 1 L, lo lleva de 20 °C a unos 460 °C y la presión a unas 25 veces: el calentamiento que usa un motor diésel para encender el combustible sin chispa. La bomba de bicicleta que se calienta y el aerosol que se enfría al rociar son el mismo efecto. Las relaciones suponen un gas ideal y un proceso reversible y sin rozamiento; el cambio real es algo distinto.

Fórmula

T₂ = T₁ (V₁ ÷ V₂)^(γ−1) · P₂ = P₁ (V₁ ÷ V₂)^γ · W = (P₂V₂ − P₁V₁) ÷ (γ − 1)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
gsTipo de gas—
p1Presión inicialkPa
t1Temperatura inicial°C
v1Volumen inicialL
v2Volumen tras el cambioL
T2Temperatura final°C
P2Presión finalkPa
WTrabajo realizado sobre el gas (negativo cuando se expande)J
PIPresión si la temperatura se hubiera mantenidokPa
NCantidad de gasmol

Ejemplo resuelto

  • Tipo de gas2
  • Presión inicial101,325 kPa
  • Temperatura inicial20 °C
  • Volumen inicial10 L
  • Volumen tras el cambio1 L
  • Temperatura final463,2 °C
  • Presión final2545,2 kPa
  • Trabajo realizado sobre el gas (negativo cuando se expande)3829,8 J
  • Presión si la temperatura se hubiera mantenido1013,3 kPa
  • Cantidad de gas0,4157 mol

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • Mezclar unidades es la causa de error más común. Convierta todos los valores a las unidades indicadas junto a cada campo antes de calcular.